RU2047471C1

RU2047471C1 - Tool for surface plastic deformation

Info

Publication number: RU2047471C1
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Довгалев
Original assignee: Александр Михайлович Довгалев
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: accessories for finishing treatment. SUBSTANCE: tool has case with annular groove, which is formed by external jaw made of steel; internal jaw is made of diamagnetic material. Bottom of the annular grove is formed by annular magnet. Deforming elements are made of ferromagnetic material and located in the annular groove. Under rotation of the case, magnetic field forces to rotate deforming members. Magnetic field is short-circuited on external jaw through the members. EFFECT: reduced wear of internal jaw. 2 dwg

Description

Изобретение касается поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для упрочняющей обработки отверстий маложестких деталей машин. The invention relates to surface plastic deformation and can be used for hardening processing of holes of non-rigid machine parts.

Цель изобретения повышение стойкости инструмента за счет уменьшения износа деформирующих элементов и внутренней щечки. The purpose of the invention is to increase the tool life by reducing wear of the deforming elements and the inner cheek.

Инструмент для поверхностного пластического деформирования содержит корпус с наружной и внутренней щечками, образующими кольцевую камеру, открытую в направлении от оси инструмента к его периферийной поверхности, деформирующие элементы, расположенные в кольцевой камере с возможностью пространственного перемещения, и привод перемещения деформирующих элементов. Деформирующие элементы выполнены из ферромагнитного материала, привод перемещения деформирующих элементов в виде кольцевого магнита, соосного инструменту и образующего своей наружной поверхностью дно кольцевой камеры, наружная щечка выполнена из стали, а внутренняя из диамагнитного материала. The tool for surface plastic deformation includes a housing with outer and inner cheeks forming an annular chamber open in the direction from the axis of the instrument to its peripheral surface, deforming elements located in the annular chamber with the possibility of spatial movement, and a drive for moving the deforming elements. The deforming elements are made of ferromagnetic material, the drive for moving the deforming elements in the form of an annular magnet, coaxial to the tool and forming the bottom of the annular chamber with its outer surface, the outer cheek is made of steel, and the inner one is made of diamagnetic material.

Такое выполнение инструмента обеспечивает замыкание магнитного потока через крайнюю щечку и деформирующие элементы. В результате возникающая при этом магнитная сила (действующая на деформирующие элементы в направлении подачи) компенсирует осевую силу деформирования (направленную противоположено подаче), прижимающей деформирующие элементы к внутренней щечке. Нагруженность контакта "деформирующие элементы внутренняя щечка" уменьшается, что уменьшает износ деформирующих элементов и внутренней щечки. Стойкость инструмента повышается. This embodiment of the tool provides closure of the magnetic flux through the extreme cheek and deforming elements. As a result, the magnetic force arising from this (acting on the deforming elements in the feed direction) compensates for the axial deformation force (directed opposite to the feed), pressing the deforming elements to the inner cheek. The contact load "deforming elements of the inner cheek" is reduced, which reduces the wear of the deforming elements and the inner cheek. Tool life is improved.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента; на фиг. 2 условно изображены действующие в процессе обработки на деформирующие элементы силы (силы приведены к геометрическому центру деформирующего элемента). In FIG. 1 shows a general view of the tool; in FIG. Figure 2 shows the forces acting on the deforming elements during processing (the forces are reduced to the geometric center of the deforming element).

Инструмент содержит корпус 1 с наружной 2 и внутренней 3 щечками, образующими кольцевую камеру 4, открытую в направлении от оси 5 инструмента к его периферийной поверхности, деформирующие элементы 6, расположенные в кольцевой камере 4 с возможностью пространственного перемещения, и привод перемещения деформирующих элементов. Привод перемещения деформирующих элементов 6 выполнен в виде кольцевого магнита 7, установленного соосно оси 5 инструмента и образующей своей наружной поверхностью 8 дно кольцевой камеры 4. Деформирующие элементы 6 выполнены из ферромагнитного материала. Наружная щечка 2 выполнена из стали, а внутренняя щечка 3 из диамагнитного материала. The tool comprises a housing 1 with outer 2 and inner 3 cheeks forming an annular chamber 4, open in the direction from the axis 5 of the instrument to its peripheral surface, deforming elements 6 located in the annular chamber 4 with the possibility of spatial movement, and a drive for moving the deforming elements. The drive for moving the deforming elements 6 is made in the form of an annular magnet 7 mounted coaxially to the tool axis 5 and forming the bottom of the annular chamber 4 with its outer surface 8. The deforming elements 6 are made of ferromagnetic material. The outer cheek 2 is made of steel, and the inner cheek 3 is made of diamagnetic material.

Деталь 9 устанавливают в патроне, а корпус 1 укрепляют в шпинделе станка. Корпус 1 вводят в отверстие обрабатываемой детали 9 и совмещают плоскость симметрии кольцевой камеры 4 с торцовой поверхностью детали. Корпусу 1 сообщают вращение и перемещают вдоль обрабатываемой поверхности. Под действием магнитного поля (от кольцевого магнита 7) деформирующие элементы 6 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4. Возникающая при этом центробежная сила (Р_деф) прижимает деформирующие элементы 6 к обрабатываемой поверхности детали 9, что обеспечивает осуществление процесса поверхностного пластического деформирования (см.фиг.2). Так как наружная щечка 2 выполнена из магнитного материала (стали), а внутренняя щечка 3 изготовлена из немагнитного материала, то в процессе обработки силовые линии магнитного поля (магнитный поток) замыкаются от кольцевого магнита 7 через щечку 2 и деформирующие элементы 6 (щечка 3 в схеме замыкания силовых линий магнитного поля участия не принимает, так как изготовлена из диамагнитного материала). В связи с этим деформирующие элементы 6 притягиваются к щечке 2 с усилием F, действующим по направлению подачи инструмента. При этом на деформирующие элементы 6 со стороны детали 9 (вследствие наличия осевой подачи инструмента) действует осевая сила деформирования Р_у, прижимающая деформирующие элементы 6 к торцовой поверхности щечки 3 и направленная противоположно направлению подачи инструмента (см.фиг.2). Таким образом осевая сила деформирования Р_у уравновешивается магнитной силой F (см.фиг.2), что приводит к уменьшению нагруженности контакта деформирующие элементы 6 внутренняя щечка 3. Износ деформирующих элементов 6 и щечки 3 уменьшается, что обеспечивает повышение стойкости инструмента.Part 9 is installed in the cartridge, and the housing 1 is strengthened in the spindle of the machine. The housing 1 is inserted into the hole of the workpiece 9 and combine the plane of symmetry of the annular chamber 4 with the end surface of the part. The body 1 is informed of rotation and moved along the surface to be treated. Under the influence of a magnetic field (from the ring magnet 7), the deforming elements 6 are accelerated in the circumferential direction of the annular chamber 4. The resulting centrifugal force (P _def) presses the deforming elements 6 against the workpiece surface 9, which ensures the implementation of the surface plastic deformation (see figure 2). Since the outer cheek 2 is made of magnetic material (steel), and the inner cheek 3 is made of non-magnetic material, during processing the magnetic field lines (magnetic flux) are closed from the ring magnet 7 through the cheek 2 and deforming elements 6 (cheek 3 in does not take part in the circuit of the field lines of the magnetic field, since it is made of diamagnetic material). In this regard, the deforming elements 6 are attracted to the cheek 2 with a force F acting in the direction of supply of the tool. In this case, the deforming elements 6 from the side of the part 9 (due to the axial feed of the tool) are affected by the axial deformation force P _y , which presses the deforming elements 6 to the end surface of the cheek 3 and is directed opposite to the direction of supply of the tool (see figure 2). Thus, the axial deformation force P _{y is} balanced by the magnetic force F (see Fig. 2), which leads to a decrease in the contact load of the deforming elements 6 of the inner cheek 3. The wear of the deforming elements 6 and the cheek 3 is reduced, which increases the tool life.

В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку втулок с внутренним диаметром 80 мм и длиной 100 мм из стали 45 (НВ 280) и сплава Д16Т на станке модели 16К20Ф3, оснащенном специальным шпинделем. В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 10 мм из ШХ15 (НRC_э 62). Размеры постоянного кольцевого магнита (D x d x h) 50x10x15 мм. Материал магнита Sm Co₅. Величина магнитной индукции 0,5-0,8 Тл.An example of a specific implementation is the processing of bushings with an inner diameter of 80 mm and a length of 100 mm from steel 45 (HB 280) and alloy D16T on a machine model 16K20F3 equipped with a special spindle. As deforming elements used balls with a diameter of 10 mm from SHKH15 (NRC _e 62). The dimensions of the permanent ring magnet (D xdxh) are 50x10x15 mm. Magnet material Sm Co ₅ . The magnitude of the magnetic induction of 0.5-0.8 T.

Режимы обработки: скорость вращения шпинделя 0,1-8 м/с; осевая подача инструмента 60-800 мм/мин; осевая сила деформирования 20-25 Н; сила магнитного притяжения деформирующих элементов к поверхности наружной щечки 22-25 Н. Охлаждение масло индустриальное. Стойкость инструмента-прототипа 150 ч, а стойкость предлагаемого инструмента 600 ч. Processing modes: spindle rotation speed of 0.1-8 m / s; axial feed of the tool 60-800 mm / min; axial deformation force of 20-25 N; the force of magnetic attraction of deforming elements to the surface of the outer cheek is 22-25 N. Cooling is an industrial oil. The durability of the prototype tool is 150 hours, and the resistance of the proposed tool is 600 hours

Изобретение обеспечивает повышение стойкости до 4 раз. The invention provides increased resistance up to 4 times.

Claims

TOOL FOR SURFACE PLASTIC DEFORMATION, comprising a housing with outer and inner cheeks forming an annular chamber open in the direction from the axis of the instrument to its peripheral surface, deforming elements located in the annular chamber with the possibility of spatial movement, and a drive for moving the deforming elements, characterized in that, in order to increase tool life by reducing wear of the deforming elements and the inner cheek, the deforming elements are made of ferromagnetic material, resulting in displacement of deforming elements is formed as a ring magnet, coaxial with the tool and forming its outer surface an annular bottom of the chamber, the outer cheek is made of steel, and the insides of diamagnetic material.